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DSCユニット Continental DSCIII MK60 分解調査

先日故障により交換したZ4のDSCユニット。せっかくなので、故障品を回収して分解、簡単だが調査してみた。

結論から言えば、基本的にDSCユニットは分解修理できる構造にはなってなかった。制御回路部は完全密閉の接着式。ブレーキフルードが通るアルミブロック部は、殆どがワンタイムの嵌め込み式で、嵌め込んでしまうと破壊する以外に分解することは不可能であった。

DSCユニットはBMW製ではなく、コンティネンタルオートモーティブ(Continental)製のDSCIII MK60。Webを探したところ、メーカーが公開していたMK60の英文解説があったのでそれを抜粋。基本的な構造と、DSCユニットの機能の一つであるABSがどのように動作するかは以下の通りである。



DSCユニットは、12個のソレノイドバルブと2つのプレッシャーアキュームレーター、リターンポンプを含んだアルミニウムブロックからから構成されている。12個のソレノイドバルブは以下の通り。

 4つ Inlet ソレノイドバルブ(通常開)
 4つの Outlet ソレノイドバルブ(通常閉)
 2つの Changeover ソレノイドバルブ(通常開)
 2つの Intake ソレノイドバルブ(通常閉)

ソレノイドバルブは、コントロールユニットに万が一障害が生じた場合でも、正常なブレーキ動作を保証するようになっている。

ABS制御時、ポンプはマスターシリンダーへオイルを引き戻す。ブレーキ動作介入のASC/DSC制御時は、ポンプは前後ブレーキ回路で必要とされるブレーキ圧力を増化させる。

ABS制御時の動作は以下の通り。ブレーキング中にホイールがロックされたか、またはコントロールユニット内にプログラムされた閾値以下に速度が落ちた場合、ABSブレーキ機能が開始する。ABSは下記の3つのフェーズを遷移する。

 圧力構築
 圧力保持
 圧力解放

圧力構築は、既にノーマルブレーキングでブレーキペダルを踏むことで発生しており、ABSが最初に介入する時、Inletバルブを閉じることで圧力保持が開始される。例えば、右後輪がロックした場合、両方のInletバルブが閉じられ、両輪が同時に制御される。前輪は、ロックされないよう、必要に応じて個別に制御される。Inletバルブは、キャリパーと現在の油圧を維持するためのオイルの通路を閉じ、それによりこれ以上油圧が上昇しないようにする。

もしホイールスピードが上昇しない(車輪がロックしたまま)の場合は、油圧の解放が始まる。コントロールユニットがInletバルブを閉じた状態を続けている間に、Outletバルブを開く事で、圧力の解放が発生する。閉じ込められたブレーキフルードがキャリパー外へ解放され、ブレーキの圧力が低下する。同時に、ポンプのスイッチがONになり、解放されたブレーキフルードを引き込み、そしてInletバルブ手前のブレーキフルード量を復元するためのプレッシャービルド回路へブレーキフルードを送り返す。

ABSシステムに依存するが、ホイールをロックさせないようにこれらの3つのフェーズが3〜12回繰り返す。

という訳で、実機を分解してみる。



4つのトルクスボルトを外すと、制御回路部とアルミブロックの2つに分割される。基本的に再度組立て出来るレベルで分解できるのはここまでである。

向かって左側の黒い部分が制御回路とソレノイドコイル、右側のアルミブロックには、リターンポンプとソレノイドバルブ、ブレーキフルードの通り道が作られている。



12個のソレノイドコイル。下部の端子は、ソレノイドバルブが正常に動作したかどうかの検知用、もしくはソレノイドバルブのアンロック用信号だろうか。ブロック図も回路図も無いので詳細は不明。



アルミブロック側。上部がソレノイドバルブ。ソレノイドバルブはロックされているのか、ペンチ等で挟んで動かそうとしても全く動かない。フェイルセーフ機能により、動作しない場合でも通常のブレーキが支障なく動作するようにロックされているのだろうと推測。

それにしても、普段あまり見慣れない構造が新鮮であった。



リターンポンプはアルミブロックにカシメ留め。ネジを使わないのは振動による緩み防止なのか、それとも修理をさせないためなのか…



カシメ部分をグラインダーで根こそぎ削り取った。



ポンプモーターが外れた。アルミブロックには、上下に突起がある。指で押せる重さで伸縮する。モーターの軸には偏心軸となっており、この突起を上下運動させることで、前輪部と後輪部のブレーキ圧力構築を行っている。



ポンプモーターの偏心軸。写真では右側に偏っているのがわかる。



制御回路部分。フタは完全に接着されており、大型カッターの歯を噛ませ、金槌で叩いてフタを裂いた。

特に使っているデバイス類に目新しさはないが、コネクタの端子の接続方法には驚いた。



何とコネクタやソレノイドコイルからの端子と基板とはハンダ付けではなくて嵌め込み式なのである。車載機では常識なのかどうかは知らないが、振動対策なのだろうか。経年劣化で酸化して数年も経過すると接触不良を起こす様な気がするのだが、大丈夫なのだろうか。というか、今回の故障もここにハンダを盛ったら直りそうな気がしてならない。

しかも嵌め込みとは行っても弓矢の矢の様に返しがあるため、壊す以外に基板とコネクタ、ソレノイドコイルを分離する方法が無い。仕方が無いので、ニッパーで先の部分をカットし、無理矢理こじ開けた。



ソレノイドコイルとコネクタ端子側。



基板の裏側はアルミブロックが接着してあった。ソレノイドコイルからのノイズ防止兼、放熱対策か。



構造を見ると確かに複雑で、且つ、高信頼性を確保しなければならない部品であるのは理解できた。分解が出来ない構造にしたのは、中途半端に直されて誤動作することを防ぐためなのだろう。ある期間正常に動作し、異常があれば自己診断機能で異常を検知し、奇麗さっぱり丸ごと交換していつでも高信頼性を維持したい、というのがメーカーの設計ポリシーなのだろう。

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さようなら Arduino、こんにちは Atmel Studio

趣味としてArduinoを使って色々と試作をしていたが、プロプライエタリな環境が欲しくなり、ArduinoからAtmel Studioに環境を移行した。お手軽なオートマ車から、マニュアルのレーシングカーに乗り換えた、というのが第一印象だろうか。

仕事ではハイエンドなSoCを触ることが多いのだが、8bitクラスCPUとなると縁がなく、取り敢えずArduinoを使っていた。Arduinoは使っているCPUが何であるかとか、操作するペリフェラルの知識すらそれほど必要としなくても何となくプログラミングが出来てしまう程お手軽であった。しかしその反面、統合環境のエディタやデバッガが貧弱だったりもする(もしかしてエクステンションがある?私が知らないだけ?)。AtmelのAVRシリーズを調査して驚いたのが、その豊富なラインナップである。価格も調査してみると、入手性も良く、高性能で低価格なデバイスがチョイスできる。

環境の変更は、どうしても学習コストが掛かってしまう。出来れば避けたかったのだが、乗り越えてしまえば得られる物も多い。この数週間は、AVRのリファレンスマニュアルやAtmel Studio、ASFのマニュアルを通勤中や帰宅後もひたすら読み、実際に触ってみた。ようやく本格的に開発のフェーズに入れるようになった。

特筆すべきは、わずか1万円でJTAG ICEで普通にデバッグできてしまうことだろうか。勿論Flashのライティングも可能である。ICEと言えば、私が就職した頃のフルICEは100〜300万円が普通であった。それがJTAG ICEになって30〜40万円前後で買えるにようなり、今では趣味で1万円で買える時代である。

趣味でさえ、組込機器の開発でLEDやprintfでデバッグする時代は終了していた…

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BMW Z4 3.0si Roadster 購入から2年

シートに腰を下ろしセルを回す。冷えているエンジンが回り出す瞬間、ノーマルマフラーとは思えないくらい重厚な低音を奏でる。未だにときめきを感じる瞬間である。

購入してから2年、まだ飽きる事はない。この車のおかげで随分ワクワクする時間が増えた。まだまだ楽しませてもらえそうだ。

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DSCユニット修理完了

DSCユニットの修理が完了した。ディーラーに車とDSCユニットを預けて2泊3日。DSCユニット以外には問題は無かったようで、無事3個の黄色い警告灯も消灯。一件落着である。

これからの季節、ABSやトラクションコントロール無しに冬の安曇野に行くのは恐い。早めに直して正解だっただろう。

費用も確定したので参考までに記載しておく。

 Hydro Unit DSC 1428.73 EUR
 AIRFREIGHT(UPS)  82.00 EUR
 FUEL SURCHARGE  12.30 EUR
 INSURANCE     14.59 EUR
−−−−−−−−−−−−−−−−−
 TOTAL      1537.62 EUR  = 208981円 (135.912円 / 1 EUR)

 DSCユニット部品代 208981円
 消費税        5700円
 DSCユニット交換   23100円
 コーディング     3465円
−−−−−−−−−−−−−−−−−
           241246円

最終的には、今回のDSCユニットの修理費用は総額241246円。全てディーラーに任せた場合と比べ、自分でDSCユニットをドイツから取り寄せて支給した場合との差額は76169円であった。

これで暫くは大きな修理は無いだろう…と思いたい。

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ドイツからDSCユニット到着

ドイツに発注していたDSCユニットが無事到着した。発注してから1週間も掛からなかった。早い。

さて、次はディーラーにお願いして交換してもうらうか…。


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DSCユニット、ドイツから発送

ドイツに発注していたDSCユニット。納期が長く掛かると思いきや、いきなり発送の連絡。トラッキング情報を見てみると、11/1発送で到着が11/5らしい。早い!また、最終的な価格も確定した。送料・保険料込みで20万円ちょっとであった。

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Z4(E85) ドアミラーのミラー剥がれ修理

高速道路を走っていると、運転席側のドアミラーの像がヒラヒラ揺れる。何かが外れたかと思ってみて見ると、ドアミラーのミラー(鏡面)がベースの部分から剥がれそうになっていた。外側から内側に向かって7割程の面積は完全に剥離しており、一部分で支えている状態。調査してみると、ドアミラーのミラー剥離はZ4に特有の症状ではなく、BMW全般で出る経年劣化の症状の様だ。助手席側も調べてみると、こちらも剥がれかかっていた。

交換するのが手っ取り早いので、ミラー部品の価格を調べてみた。片側ミラーの価格はディーラー価格で約2万円、ドイツから直接購入で9千円らしい。現物を見ると、基本的に貼ればOKそうなので、今回は自分で現物を修理することにした。

いつも通りのお約束で、修理はあくまでも自己責任ということでお願いします。

まずはミラーを外す。外し方は以下の通り。ドアミラーのスイッチを操作し、ミラーを目一杯下側へ向けると、鏡面とドアミラーハウジングの隙間にU字型のプラスチックが見える。これを左側にスライド(20度程回転)すれば、基本的に鏡面が外れる。左右どちらのミラーも、スライド方向は左側。



作業は鏡面やミラーボディに傷を付けないため、テープ等で養生してから行う。U字型のプラスチックのスライドは六角レンチを使った。ちょっと固めだが、傷を付けないように行う。



スライドさせると、簡単にミラーが外れる。



ミラー用ヒーターのコネクタを外すと、完全に外れる。



ミラーの構造としては、ミラーに対して、ミラー用ヒーターシートが全面接着されていたようだ。そのヒーターシートが両面テープ?でプラスチックのフレームに貼付けてあるように思える。今回剥離したのはミラーとヒーターシート。ヒーターシートと密着させることを考えれば、接着剤で取り付けるのが妥当だろう。しかし、この季節だと乾燥に時間が掛かりそうなのと、手持ちにガラス用の接着剤が無かったので、外装用の両面テープで貼付けることにした。ヒーターシートとの間に空間が出来てしまうだろうが、今までの剥がれていた状態でもミラーが曇って困ったことは無かったので良しとする。

また、ヒーターシートの外側の部分は、パリパリ割れて剥がれ落ち、両面テープの部分(段差がある内側部分)のみが残っている。この写真で、全て剥がれる所は剥がした後に撮影している。また、両面テープを貼付ける部分は清掃しておく。



なるべくプラスチック枠の外側に接着するように外装用両面テープを張り付け、ミラーに沿ってテープをカット。プラスチック枠側のテープを剥がし、ミラー面を押し付けて作業完了。



取り付け前に、普段は掃除出来なかったミラーハウジングの内側を清掃。逆の手順でミラー取り付け。ヒーター用コネクタを接続し、ミラー部を装着してU字型のプラスチックを右側にスライドさせて完了。

ミラーはしっかり固定された。今回の修理費用は0円。

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乗鞍高原ドライブ&紅葉ウォーキング

妻の通院後、天気が良かったので乗鞍高原へ。紅葉は終わりかと思ってネットで調査したら落葉とのこと。ダメ元で行ってみたところ、ギリギリ楽しめるレベルであった。

いつもの定番コース、一ノ瀬園地へ。トレッキングシューズを履いたのは何年振りだろうか。歩いていると暖かく、上着は途中で暑くて脱いだ。紅葉は確かに終盤、というか殆ど終わり。2週間遅かった。それでも一部奇麗な部分は残っていた。写真を撮りながら軽く1時間半程歩いて終了。










プロフィール

hashiken

Author:hashiken
基本的に自分で作る、直す、メンテする。東京と安曇野の二重生活。

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